宋代建筑木架营造设计技术

宋代建筑生产中“建筑设计”和“营造设计”两者有明确区别，这是建筑生产发展对分工的必然要求，也是宋代建筑营造较高水平的反映，集中体现在建筑大木架的生产上。

建筑设计、营造设计的区分在宋代官方工程尤其是大型建筑营造中非常明确。其中，建筑设计是指对建筑的性质、意义、形制、尺度以至工料等方面进行论证、规划和设计。事实上，建筑在这里是作为国家礼制、社会象征和经济行为的构成部分来看待的，因而设计者中不仅有专业人士，还包括礼部官员、管理人员以至皇帝本人，设计成果也多是配有文字说明书的概念性、形制化的彩色图示或模型。而营造设计，是指对建筑结构、构件的形态及其构造和用料、拼装方式等进行筹划和设计。这些工作自然是按照先前已确定的建筑设计成果作进一步的深化、落实，着重于技术的实现，因而设计者由建筑生产的技术负责人都料匠来充任，设计成果多是按比例或结构逻辑绘有梁架等技术内容的图示，且多发生在施工现场，用以指导施工或用于工匠之间的沟通交流。

总的来看，建筑设计更多地反映了建筑的社会属性，联系着相当多的与社会制度、意义等方面的相关内容；营造设计则反映了建筑的技术属性，与施工活动紧密结合，包含有大量的专业技术内容。两者的具体差异表现在设计主体、目的、依据、内容以及设计成果的表现形式等诸多方面（表1）。

表1 建筑设计与营造设计的比较

建筑设计与营造设计的差别，明末《园冶》所论甚明。《园冶》所论皆着眼于建筑设计，书中“地图”条再现建筑设计情形：“夫地图者，主匠之合见也。假如一宅基，欲造几进，先以地图式之。其进几间，用几柱着地，然后式之，列图如屋。欲造巧妙，先以斯法，以便为也①”。在《园冶》中，建筑设计与营造设计两者即被区分开，不过，对于营造设计，计成表露出文人的不屑：“若匠惟雕镂是巧，排架是精，一梁一柱，定不可移，俗以‘无窍之人’呼之，甚确也②”。

一般来说，建筑木构架的营造设计遵循着由整体到部分的逻辑思维方式和工作程序，具有以下两项工作内容：

一是“整体设计”，如对于地盘、侧样的设计；

二是“分件设计”，如对于梁栿、柱的尺寸及形式的设计。显然，整体设计是分件设计得以开展的前提。其中，两者之间的关联和转化方式是营造设计的重要问题，尤为值得关注。

整体设计关注建筑构架的构成、尺度、构件关联等总体层面上的问题。在宋代官方营造中，具体做法是：通过比例制图，确定屋架举折、梁架标高和榫卯位置。对此，《营造法式》“大木作制度”之“举折”条云：

先以尺为丈，以寸为尺，以分为寸，以厘为分，以毫为厘，侧画所建之屋于平正壁上，定其举之峻慢，折之园和，然后可见屋内梁架之高下，卯眼之远近。（今俗谓之定侧样，亦曰点草架）

与这段文字相对应，《法式》卷30附有“举折屋舍分数”图样（图1）作进一步的图示说明。“举折”条显然超出了有关屋架举折的内容，同时揭示了宋代建筑营造设计的方法及其关键技艺。准确释读上述图文，进一步的理解“定侧样”的性质、作用和具体做法，有利于我们加深对木构架整体设计的认知。

图1 《法式》“举折”图示

“定侧样”是整体设计的主要方法和表达形式。作为一种营造传统，在唐代甚或以前即有应用。唐《梓人传》中的都料匠“画宫于堵，盈尺而曲尽其制，计其毫厘而构大厦，无进退焉③”的做法，与《法式》的记载如出一辙。至后世，画侧样图是匠人的基本技能，《园冶·列架》“地图”条记：“凡匠作，止能式屋列图，式地图者鲜矣④”。“屋列图”即侧样图，上引表明侧样图较地盘图在施工中更为普及，当时施工或有不画地盘图的（应当以文字或其他形式表达），这大约是明末江南一带民匠的执业情况。明清北京故宫的修建，在大木构件预制前需于平广的台基上画出实样，然后才能造作加工⑤。当代福建地区传统大木匠师施工前无一不绘制侧样图的⑥。

定侧样的具体做法有明确说法，就是：首先按照一定之法确定屋架的“举”和“折”，主要是檩条的上皮位置，“然后可见屋内梁架之高下，卯眼之远近”。此处“高下”、“远近”实为互文，意思是梁架、卯眼在垂直和水平方向的位置关系在此时就可以确定下来了。梁架是主要承重构件的统称，卯眼则是构件间的连接点，对于木构架来说，没有什么比这两者更重要的了。在构件及卯眼尺度关系和位置确定后，营造才会有所依从。这里，通过绘制屋架举折，然后确定梁架、卯眼位置，是我国古代木构建筑的一个重要特点，即“上”对“下”的制约，故后世存有“房子从上往下盖”的说法。《法式》把“定侧样”列入“举折之制”名下，也表明了这一点。

对于1：10这一比例关系，《法式》用“以尺为丈，以寸为尺，以分为寸，以厘为分，以毫为厘”如此冗长、详实且极为形象的描述，显然是对按比例制图这一要求的强调。因为只有精确的比例制图，才能真正的“定侧样”：首先举折之“折”⑦，非得按比例作图方可，若求之算术，则几无可能。再者，只有按比例制图，侧样图才能作为构件尺寸确定、挖凿制作卯眼等的直接依据。

侧样图的比例法和准确性，同时使得整体设计与分件设计两者有了简单易行的联系方法，即，于侧样图上直接进行尺寸的量取和换算，以此再进行分件设计。这种“量取”、“换算”方法在《法式》中亦有明确线索。《法式》卷5“簇角梁之法”注：“量折以曲尺于弦上取方量之⑧”，也就是对作图所形成的“折”以“曲尺”直接于图上量取换算而已，具体做法是“取方量之”。若以“折”为直角三角形之“弦”，则“取方”就是量取“勾”、“股”并以“勾”、“股”之值来表示“折度”。应该说，这种于侧样图上直接量取获得构件信息的方法是“定侧样”的重要目的和主要使用方式。

据此，可推测从大木架的整体设计的“定侧样”至“分件设计”的工作程序大致如下：

①按屋架举折制度按1：10比例作图（举折之制、举屋之法、折屋之法），确定各槫位置；

②按槫距大小和用材制度按1：10比例布置并绘制梁、枋、斗、栱等构件，确定榫卯位置等，完成侧样图；

③依图量取、换算各构件的相对距离、构件尺寸，确定榫卯分线，进行分件设计，如绘制杖杆、绘制样板等。

由于整体设计着眼于木构架的比例、尺度和构成等总体方面的考虑，所绘制的图纸比例小，尽管可以量取换算，但据此还不足以直接控制柱、梁、檩、枋等木架构件的制作，故而需要“分件设计”。在这个构件逐一分解、细化的过程中，最为关键的是既要传承分件尺寸大小等自身信息，又要保留有各分件之间的位置关系（亦即与整体的关联的信息）。一些研究表明，同时满足这两点要求、实现整体和分件设计转化的“杖杆法”在当时有广泛使用。

唐柳宗元《梓人传》“左持引、右执杖”的营造场景描写，其中的“杖”即被推测为后世之杖杆；日本的一些古图更是展示了都料匠执杖施工的形象⑨（图2）。另据载，日本大阪天野山多宝塔解体修理，于屋架上发现带有铺作层竖向构成尺度刻度的杖杆⑩。在当前所见的资料中，有北京地区的“杖杆”，在福建、广东、江浙等地区使用的“篙尺”亦与之类似。

图2 日本古图中的杖杆

由于杖杆记录有各构件的详细信息，包括构件的尺寸以及榫卯位置、大小、形式等内容，被认为类似于当代的施工图。不过，需要说明的是，杖杆既是“图纸”，同时亦是作为施工工具的“尺”，充当着联系设计、施工的各阶段的桥梁角色，并贯穿始终。

但对于具体构件来说，杖杆并不能涵盖三向所有尺寸，而往往只能同时标示其中的一维，如长度方向的柱高、梁长、榫卯位置及其尺寸等，柱径或梁断面在杖杆上常无明了或完整反映，甚至略去。因此，有杖杆这把“尺”，虽便于确定构件长度（对于长大形构件），诸多时候构件断面由他法更方便获知。这是杖杆法的一个基本特征。

杖杆这一特性给度材画线带来不便，其中主要是另外二维尺寸的确定，如进深方向梁栿、面阔方向阑额断面等。而由此亦可推测，《法式·大木作制度》中对梁、柱等构件尺度的规定，仅涉及断面而无其长，约与此有关。断面尺寸的最后确定因而也是分件设计工作的主要内容之一，而这些内容在侧样图或杖杆上并非全有规定，《法式》大木作制度的诸多规定或许即为解决之道。这大约也是“规矩绳墨”以“所用材之分以为制度”的具体表现。

宋代官方营造所用木料皆为“熟材”，即经事材场加工后而有一定规格的成材。《法式》“大木作料例”所载诸名目木料即是，其中大多且标明作为建筑构件的用途。熟材按建筑用料规格尺寸进行加工。有些建筑构件，诸如柱头方之类小方木，可直接取之使用，无须再施斤斧，甚为便利。取用“熟材”是宋代官方建筑构件造作的基本方法。

4.1规矩绳墨之宜

分件设计主要是指“画线”，通常由一个或少数几个的较高技术水平的工匠负责，后世称之为“掌尺”或“掌案”的，唐宋时期称为都料匠。显然，此处画线除了“抨绳令直”这类劳作之外，还包含选材、度材等内容，而这则是建筑营造的关键技艺，这也就是《法式》中提及的“绳墨”一语的意思。《法式·大木作制度》“材”条云：“凡屋宇之高深，名物之短长，曲直举折之势，规矩绳墨之宜，皆以所用材之分以为制度焉”。这一耳熟能详之语不仅揭示了设计的基本原则，同时对分件设计也提出了行为准则。

先前的整体设计是分件设计，也即画线之所本。因构件尺度在设计中已经确定，画线度材主要是依制而行。但在实际营造活动中，设计的规范化与施工的复杂性使得画线度材成为两者矛盾的焦点所在。归根到底，设计是一种理想假定，能否实现受诸多条件制约如木料的限制。对此，《法式》亦有提及：“凡方木小，须缴贴令大；如方木大，不得裁减，即于广厚加之，如碍槫及替木，即于梁上角开抱槫口；若直梁狭，即两面安槫栿板；如月梁狭，即上加缴背，下贴两颊，不得刻剜梁面。”这种变通是设计、制度与木料状况相调和的结果。

张家骥先生就“栿”之释义提出了梁、栿之别。何谓栿？“以小木贴附大木之上为栿”，其中的“小木贴附”当即《法式》所云之“缴背”。由此可知，“栿”就是上贴附缴背的梁。若然，《法式》诸处称梁为“栿”，似表明缴背使用在当时已为常用之法，上引的“凡方木小”、“如方木大”之言或非补充说明，而为通用规则。对照现存实例，发现有正定隆兴寺摩尼殿四椽栿、轮转藏殿箚牵和乳栿，辽河北新城开善寺大殿，山西大同华严寺大殿，大同善化寺大殿等，甚为普遍。小材大用当为梁栿造作的基本原则。另外，《法式》还载有“合柱”之法，即以两木或多木拼合而成一根整柱。《法式》图样“合柱鼓卯第七”载有“两段合”、“三段合”、“四段合”。此时，画线、度材远较通常复杂。

4.2就近原则

“材分”是所有构件的衡量标准（有研究者形象地称之为“材分尺”），构件间因而形成简明、通行的尺度关系，便于比较和记忆。这是建筑设计和营造高度发展的产物，从而使建筑物各部分形成尺度统一的整体。不过，材分制度具有相当的抽象性，与斗栱、方木无构造联系的建筑名件如椽之类，以“材分”度量并无营造上的因素。实际上，在营造画线中，没有什么比相邻构件更为重要的了，这种现象可概括为度材的“就近原则”。此法是构件间尺度联系的直接反映，极为合理便利。

“就近原则”在《法式》中不时显露出来，如：檐额下绰幕方其广减檐额三分之一；由额之广减阑额二分至三分；柱櫍径周各出柱三分；子角梁厚减大角梁三分；隐角梁厚同大角梁或减二分；殿阁外的余屋蜀柱之径量栿厚加减；飞子广厚以椽径定……等，其基本格式是：“xx减（或加或同）xx”，其中，断面尺寸以相邻构件来衡量，而非“材”，这在实际中甚为普遍。此外，一些构件以自身广定其厚，亦是就近原则的表现，如：“凡梁之大小，各随其广分为三分，以二分为厚”、“造阑额之制，广加材一倍，厚减广三分之一”、“凡屋内额广一材三分至一材一栔，厚取广三分之一”等。

“就近原则”符合日常人们记忆和认识事物的思维模式，对于画线、度材等施工操作，其便利性不言而喻。这一做法或许在实际操作中广为流行（如同清《工程做法》显示的那样），但这种立足于营造实践的做法并不适宜于计料、备料和工程管理。不过，就近原则与材分制是相通的。建筑物由诸多相互关联的构件构成，通过相邻、相近的构件作为中介，几乎所有构件之间皆可产生或多或少的联系。建筑构件间的这一整体特性使“就近原则”得以拓展，从而使以某些或某个构件作为共同衡量标准成为可能。“以材为祖”或与此有关。

4.3样板法

在实际案例中，部分构件如斗栱等极多，故按功用、位置、用材大小等分门别类并按类别进行画线、造作乃为必然，也即按类批量生产。按类批量生产不是要求同时营造或同地营造，更不是同一工匠营造，而是营造标准的一致，这对画线工作的提出了要求，即画线标准需是唯一的。这就是流传至今的样板法。除统一画线标准和提高准确度外，样板还极大地提高画线效率。如栱头卷杀，数以千计，若无样板，逐一描画，几无可能。《法式》卷三十所载之“斗栱等卷杀第一”、“鹰嘴驼峰三瓣”等即为各式样板。如栱样板，其描画内容包括中线、斗心位置、栱眼、卷杀等，《法式》卷30图样仍保留有样板的各项内容以及绘制样板过程中的各类辅助线（图3）。样板法无疑极大提高了画线效率。

图3 栱样板画法

建筑设计、营造设计的区分，在宋代官方建筑工程中是较为常见的客观现象，在理论上加以辨别理当具有积极意义。由于营造设计与具体的施工活动在人员、场地以至时序上紧密结合，因而或被今人忽略、混淆、误解的情形并不少见，尤须作深入考察和发掘。应该说，宋代官方建筑营造中的这种与实践相联系的设计方式、方法和技能，对于长期困于绘图室中的设计师来说是不无启发的。